Математичне моделювання і розрахункове дослідження термо та газодинамічних процесів в пошкоджених проточних частинах парових турбін

Автор(и)

  • Олександр Усатий Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна http://orcid.org/0000-0002-8568-5007
  • Антон Кльоб Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0009-0006-5256-3034

DOI:

https://doi.org/10.20998/2078-774X.2025.01.01

Анотація

Складний стан енергосистеми України, викликаний пошкодженням енергогенеруючого обладнання багатьох теплових електростанцій характеризується значним дефіцитом електроенергії власного виробництва. Ступінь пошкодження проточних частин енергетичних парових турбін характеризується різноманітністю щодо місця пошкодження і його масштабу. Серед пошкоджених турбін є і такі, що за умови проведення профілактичних ремонтних робіт можуть бути використані в процесі генерації електроенергії при більш низьких навантаженнях. Для оцінки можливості використання, а також оцінки необхідного рівня зниження навантаження для таких турбін отримала подальше удосконалення математична модель термо та газодинамічних процесів в проточних частинах. На базі удосконаленої математична моделі та розроблених алгоритмів виконані тестові розрахунки проточної частини циліндру високого тиску парової турбіни К-310-240 з моделюванням різних варіантів пошкодженості, а саме відсутності соплових та/чи робочих решіток в декількох ступенях одночасно. Проведені розрахункові дослідження дозволили оцінити вплив на можливість та ступінь раціональності подальшої роботи циліндру турбіни та визначити рівень його навантаження в залежності від варіанту пошкодженості проточної частини.

Посилання

  1. Slabchenko O. N., Zaycev M. V., Kozlokov A. U., Zolotuhin A. D. (2009),”Ocenka jeffektivnosti raboty CND turbiny T-250/300-23,5 Har'kovskoj TJeC-5 [Esti-mation of LPC Efficiency of the T-250/300-23.5 Turbine of the Kharkov HPP-5]”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 3, pp. 41–48, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line).
  2. Usatyi O., Klob A. (2023), “Matematychna model termo ta gazodynamichnyh procesiv v turbini bez chastyny soplovyh ta/abo robochyh reshitok [Mathematical model of thermo and gas dynamic processes in a turbine without part of the nozzle and/or working grids]”, International Multidisciplinary Scientific Internet Conference “World of scientific research. Issue 18. Ternopil (Ukraine) – Perevorsk (Poland), April 20–21, 2023, ISSN 2786-6823 (print), Access mode: http://www.economy-confer.com.ua/full-article/4467/ (accessed 05 April 2024).
  3. Usatyi O., Chernousenko O., Peshko V. (2023), “Search-ing for Possible Design Solutions to Extend the Service Life of the HPC of a Powerful NPP Turbine after Damage to the Rotor Blades”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 1–2(13–14), pp. 5–10, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2023.01.01.
  4. Chernousenko O., Peshko V., Usatyi O. (2023), “Changes in the thermal and stress-strain state of the HPC rotor of a powerful NPP turbine after the blades damage”, Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia, vol. 26, no. 3, pp. 15–27, ISSN 2709-2984, https://doi.org/10.15407/pmach2023.03.015.
  5. Usatyi O., Klob A. (2024), “Further Improvement of the Mathematical Model of Thermo and Gas-Dynamic Pro-cesses in a Turbine without Working Blades of Some Stag-es”, Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 1(17), pp. 11–20, ISSN 2078-774X (print), ISSN 2707-7543 (on-line), https://doi.org/10.20998/2078-774X.2024.01.02.
  6. Mazur Z., Garcia-Illescas R., Aguirre-Romano J., Perez-Rodriguez N. (2008), “Steam turbine blade failure analy-sis”, Engineering Failure Analysis, vol. 15, is. 1–2, pp. 129–141, https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2006.11.018.
  7. Shulzhenko M. H., Olkhovskyi A. S. (2021), “Vibrational stresses of damaged steam turbine blades after renovation repair”, Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia, vol. 24, no. 1, pp. 42–52, https://doi.org/10.15407/pmach2021.01.042.
  8. Ali Z., Abbas Z., Abbas S. (2021), “Investigation of High Vibration Phenomena in Steam Turbine: An Experimental Exploration into Root Causes and Material Analysis”, Ad-vanced Materials & Sustainable Manufacturing, no. 1(2), 10007, https://doi.org/10.35534/amsm.2024.10007.

##submission.downloads##

Надіслано в редакцію

2025-08-12

Прийнято до друку

2025-12-08

Опубліковано

2025-12-30

Як цитувати

Усатий, О., & Кльоб, А. (2025). Математичне моделювання і розрахункове дослідження термо та газодинамічних процесів в пошкоджених проточних частинах парових турбін. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетичнi та теплотехнiчнi процеси й устаткування, (1), 5–15. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2025.01.01

Номер

Розділ

Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування